東大、「レーストラックメモリ」の開発で不明だったビットエラー率を決定

東京大学(東大)は10月24日、高速かつ高密度なストレージクラスの次世代磁気メモリとして実用化が期待されている「レーストラックメモリ」の重要な性能指標であるデジタル情報のビット操作のエラー率を決定する手法を確立したと発表した。

同成果は、東大大学院 理学系研究科の石橋未央特任研究員(現・東北大学 材料科学高等研究所助教)、同・中辻知教授、同・林将光准教授、産業技術総合研究所(産総研)の薬師寺啓研究チーム長(現・産総研 総括研究主幹)、日本大学 理工学部 電子工学科の塚本新教授らの共同研究チームによるもの。詳細は、米国科学振興協会が刊行する「Science」系のオープンアクセスジャーナル「Science Advances」に掲載された。

レーストラックメモリは、HDDと同じように、記録媒体にデジタル情報が記録されるが、この記録媒体は多数の磁性細線からなり、1つ1つの細線にデジタル情報の0と1が列になって書き込まれる。HDDやレーストラックメモリにおいて、そのデジタル情報の記録のされ方は、磁性体の磁区における磁化の向き(上向きか下向きかなど)が利用される。

HDDにおいてデジタル情報を記録したり読み取ったりするには、読み取り・書き込み機能を搭載したヘッドが記録媒体に近づいて必要な操作を行うが、その際、記録媒体とヘッドが機械的に動くことで特定のビットの読み取り・書き込み操作が行われる。

一方、レーストラックメモリでは磁性細線に電流パルスを流し、記録されている情報の列である「磁化パターン」を一斉に移動させ、特定のビットをヘッドに接近させる。この時、記録媒体もヘッドも機械的に固定されており、ビットの列のみが電気的に移動するため、HDDと比べて格段に早く情報操作が可能になるというメリットを有するという。

ただし、このビットの列を移動させる技術の開発こそが、レーストラックメモリを実用化するための課題となっており、これまでの研究により、ビットの列を移動するのに必要な電流パルスの強度や移動する速さなどが、材料に対してどのように変わるのかという点は明らかにされつつあるものの、ビット列への書き込みや移動操作の信頼性についての報告が少なく、特にビット操作のエラー率に関する情報がない状態だったという。そこで研究チームは今回、レーストラックメモリのビット操作のエラー率を決定する性能評価手法の確立を試みることにしたとする。

• レーストラックメモリの記録媒体の模式図。赤(青)色の領域はそれぞれ磁化が反対方向を向いた磁区が表されており、情報として0と1が記録されている。細線に電流パルスを流すと、赤と青の領域が電流と同じ方向に移動する。電流パルスの長さで移動量を制御する (出所:東大Webサイト)